环形混凝土电杆结构设计.doc

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1、形钢筋混凝土电杆的结构设计方法和注意事项按GB 50010-2010混凝土结构设计规范下列条款进行设计计算。P228 E.0.2环形截面受弯构件的正截面受弯承载力，应按本规范E.0.3条的规定计算。但在计算时，应在公式（E.0.3-1）、公式（E.0.3-3）中取等号，并取轴向力设计值N=0；同时，应将公式（E.0.3-2）、公式（E.0.3-4）中Nei以弯矩设计值M代替。E0.3 沿周边均匀配置纵向钢筋的环形截面偏心受压构件，其正截面受压承载力宜符合下列规定：钢筋混凝土构件N1fcA+(-t)fyAs (E.0.3-1)Nei1fcA(r1+r 2) sin/2+fyAs r s (sin

2、+ sint)/ (E.0.3-2)t=1-1.5 (E.0.3-5)式中： A环形截面面积； As全部纵向普通钢筋的截面面积； r1、r 2环形截面的内、外半径； r s纵向普通钢筋重心所在圆周的半径； 受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值; t纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当 大于2/3时，取t为0。P37矩形应力图的应力值可由混凝土轴心抗压强度设计值乘以系数1确定，当混凝土强度等级不超过C50时，1取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94，其间按线性内插法确定。按GB/T 4623-2006环形混凝土电杆进行加工、制造和验收。强度安全系数k1.43现以

3、19012MG为计算实例：1.杆段计算截面距根部2000mm, 计算截面配制主筋为：1414HRB 400钢筋，混凝土设计强度等级为：C50，混凝土设计壁厚为：=50mm。2.计算截面基本数据计算：计算截面外径：D=323mm混凝土设计壁厚：=50mm环形截面的内、外半径r1、r 2分别为：111.5 mm和161.5 mm计算截面纵向钢筋所在圆的半径rs=136.5.5mm计算截面主筋总截面面积：As=nd2/4=143.1415926142/4=2155mm计算截面混凝土截面面积：A=(D-)=3.1415926(323-50) 50=42883mmHRB 400钢筋抗拉强度设计值：fy=

4、360N/mmC50级混凝土弯曲抗压强度设计值：fc=23.1N/mmC50级混凝土弯曲抗拉强度标准值：ftk=2.64N/mm3.计算截面设计弯矩计算：根据E.0.2条，由公式（E.0.3-1）导出：受压区混凝土截面面积与截面面积比值：受拉纵向钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值：t=1-1.5=1-1.50.26477=0.603sin/=sin(1800.26477)/3.1415926=0.235sint/=sin(1800.603)/3.1415926=0.302sin/+ sint/=0.235+0.302=0.537根据E.0.2条，由公式（E.0.3-2）导出： =8864

5、2413N.mm=88.64kN.mMk=M/k=88.64/1.43=61.99kN.m58.5kN.m抗弯强度满足要求。计算截面开裂弯矩Mk=58.5kN.m4计算截面100%荷载时裂缝宽度验算最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离取Cs=20mm按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉普通应力或按标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉等效应力：以有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率为：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数为：构件受力特征系数，对受弯构件cr=1.5考虑裂缝宽度分布的不均匀性和荷载长期效应组合影响作用下，最大裂纹宽度为：Wmax=cr(1.9cs+0.08)

6、=1.50.992(1.920+0.08)=0.127mm0.2mm计算截面满足GB/T 4623-2006环形混凝土电杆第6.5.1条对裂纹宽度的要求。注意事项：1、各抽筋截面必须验算；2、梢部和根部主筋间距应合理配置。 张晓非 联系电话：18991201571 QQ：445861706 2015年7月 环形预应力混凝土电杆的结构设计方法和注意事项按GB 50010-2010混凝土结构设计规范下列条款进行设计计算。P228 E.0.2环形截面受弯构件的正截面受弯承载力，应按本规范E.0.3条的规定计算。但在计算时，应在公式（E.0.3-1）、公式（E.0.3-3）中取等号，并取轴向力设计值N

7、=0；同时，应将公式（E.0.3-2）、公式（E.0.3-4）中Nei以弯矩设计值M代替。E0.3 沿周边均匀配置纵向钢筋的环形截面偏心受压构件，其正截面受压承载力宜符合下列规定：预应力混凝土构件N1fcA-p0 Ap+f/py Ap -t(fpy -p0 ) (E.0.3-3)Nei1fcA(r1+r 2) sin/2+f/py Ap r psin/+ (fpy -p0 ) Ap r p sint/ (E.0.3-4)t=1-1.5 (E.0.3-5)式中： A环形截面面积； Ap全部纵向预应力筋的截面面积； r1、r 2环形截面的内、外半径； r p纵向预应力筋重心所在圆周的半径； 受压区

8、混凝土截面面积与全截面面积的比值; t纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当 大于2/3时，取t为0。P37矩形应力图的应力值可由混凝土轴心抗压强度设计值乘以系数1确定，当混凝土强度等级不超过C50时，1取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94，其间按线性内插法确定。按GB/T 4623-2006环形混凝土电杆进行加工、制造和验收。强度安全系数k1.513现以19015IY为计算实例：19015m环形预应力混凝土电杆（610kV配电工程），预应力主筋配制22H 4.8消除应力螺旋肋钢丝，混凝土设计强度等级C50级，电杆设计壁厚=50mm，验算距电杆根部2500mm处

9、抗弯强度、抗裂性及杆顶挠度。按GB 50010-2010混凝土结构设计规范进行设计计算。一、 基本数据计算计算截面处外径D2=d+（L-L2）1/75 =190+(15000-2500) 1/75=357mm计算截面处内径D1= D2-2=357-250=257mm计算截面处外半径r2= D2 /2=357/2=178.5mm计算截面处内半径r1= D1 /2=257/2=128.5mm计算截面处纵向预应力钢丝所在圆周的半径rp= r2 -20=178.5-20=158.5mm全部纵向预应力钢丝的截面面积： Ap=nd2/4=223.14159264.82/4=398mm2预应力钢丝抗拉强度标

10、准值：fptk =1570N/mm2预应力钢丝抗拉强度设计值：fpy =1110N/mm2预应力钢丝抗压强度设计值：f、py =410N/mm2预应力钢丝弹性模量：Es =2.05105N/mm2C50级混凝土弯曲抗压强度设计值：fc=23.1N/mm2C50级混凝土弯曲抗拉强度标准值：ftk=2.64N/mm2C50级混凝土弹性模量：EC=3.45104N/mm2计算截面混凝土截面面积：A=(D2-)=3.1415926(357-50) 50=48223mm2计算截面换算截面面积：A0=A+(ES /EC-1) Ap =48223+(2.05105/3.45104-1) 398=50190m

11、m2二、 预应力损失值计算：张拉控制应力con=1.030.75 fptk = 1.030.751570=1213 N/mm2由张拉锚具引起的预应力损失值（考虑值为3mm）1=ES/L=32105/15000=40N/mm2由预应力钢丝松弛引起的预应力损失：4= 0.2 (con/fptk-0.575)con =0.2(1213/1570-0.575)1213 =48N/mm2第一批预应力损失值（应力钢丝切断前）：I=1+4=40+48=88N/mm2混凝土法向预应力等于零时预应力钢丝的合力：Npo=（con-I）Ap =（1213-88）398 =447750N由预加应力产生的混凝土法向应力

12、：pc=Npo/Ao=447750/50190=8.92N/ mm2脱模时混凝土立方体强度：fcu=0.7fcu=0.750=35N/mm2受拉区预应力钢丝的配筋率：=Ap/Ao =398/50190 =7.9310-3由混凝土收缩，徐变引起该应力钢丝的预应力损失:总的预应力损失三、抗弯强度计算：混凝土法向应力等于零时预应力钢丝的应力：受压区混凝土截面积与全截面面积的比值：受拉纵向钢丝截面面积与全部纵向钢丝截面面积的比值：抗弯正截面强度计算：Sina/=sin（1800.328）/3.14=0.27Sinat/=sin（1800.508）/3.14=0.318符合GB/T 4623-2006级

13、开裂检验弯矩36.75kN.m该杆标志为19015IY。四、抗裂性验算：换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩：W0=A0(r22+ r12)/4 r2=50190(178.32+128.3 2)/4178.3=3395621mm3塑性系数扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘砼的预压应力：在抗裂检验荷载下，抗裂验算截面边缘的混凝土法向应力：sc=Mk/W0=36750000/3395621=10.82N/ mm混凝土拉应力限制系数，取ct=1.0在荷载短期效应组合下应符合下列规定：scpcctftk10.82-6.46=4.3611.7122.64=4.52N/ mm满足GB/T 4623-2006对抗裂

14、性的要求。五、杆顶挠度验算：计算截面到杆顶延长线相交点的距离：H=（L-L2）+75d=(15000-2500)+75190=26750mm开裂检验弯矩时，荷载点水平荷载：k=3000N(Mk/L1)荷载点到杆顶延长线相交点距离：H=H-（L-L2-L3） =26750-（15000-2500-250）=145000mm荷载点到杆顶延长线相交点距离与计算截面到杆顶延长线相交点距离的比值：=H/H=14500/26750=0.542杆顶到杆顶延长线相交点距离：X=H-L3=14500-250=14250mm 计算截面换算截面惯性矩：I0=A0（r12+r22）/4 =50190(128.32+1

15、78.32)/4 =605433210mm4荷载短期效应组合下要求不出现裂缝的电杆短期刚度:Bs=0.85EcIo=0.853.45104605439210=1.781013 Nmm开裂检验荷载作用下电杆杆顶挠度值：y=PkH2/2Bs(H2/X-H 3/3X2+X-2X/3-2H+H)=3000267502/（21.781013）267502/14250-0.542267503/（3142502）+14250-20.54214250/3-226750+14500=198.13mm198.13mmf=(L1+L3)/50=(12250+250)/50=250mm满足GB/T 4623-2006

16、对杆顶挠度的要求。注意事项：1、张拉控制应力应设计合理，预压应力必须验算，防止因预压应力过大造成电杆弯曲裂纹，张拉机油压表应定期校验，保证张拉值准确无误； 2、放松应力钢筋时，电杆混凝土必须有足够的强度；3、电杆脱模时应轻起轻落，堆放、搬运严格按标准规范规定进行作业。 张晓非 联系电话：18991201571 QQ：445861706 2015年7月 110kV双回+10kV双回直线线路设计与应用 （大梢径、大弯矩电杆设计与应用）摘要：介绍了应用在110kV双回+10kV双回直线线路中的环形混凝土电杆的设计方法，并对其实际应用作了经济分析，结果表明，110kV直线采用双回路混凝土单杆架空线路具

17、有较好的经济优势。关键词：混凝土电杆；双回直线线路；抗弯强度；开裂弯矩；电杆挠度Abstract：The design method of annular concrete poles for 110 kV four loop straight lines is introduced. And practical application economic cost of the poles is analyzed, which shows that using four loop concrete pole overhead line as 110 kV lines has good econ

18、omic advantage. Key words: Concrete poles; 110 kV four loop straight lines Bending strength; Cracking moment; Pole deflection 0 前言随着国民经济的迅速发展和城市用电量的不断增长，城市电网已不能满足负荷快速增长的要求，频频出现过负荷情况，严重制约了地方经济的快速发展。城市的发展使人口密度加大，道路更加拥挤，架空线走廊也因此变得更加狭窄、紧张。采用电缆网虽然是城市电网发展的方向，但工程造价高、开挖面积大、地下管线复杂、施工周期长，且受地形条件限制，因此，相比较而言，多回路

19、同杆架设110kV电网线路是一种见效快、造价低的有效方法，特别是环形混凝土电杆在110kV双回+10kV双回直线线路的应用，优点较为突出。本文介绍了环形混凝土电杆在110kV双回+10kV双回直线线路的设计与应用。1设计条件（1） 线路电压等级为110kV双回+10kV双回线路直线单杆；（2） 设计水平档距为200m，垂直档距为350m；（3） 设计最大风速23.5m/s，气温-20+40；（4） 覆冰5mm；（5） 土质条件：粘性可塑；（6） 根据电气间隙要求，电杆外形尺寸见图DYSX-SZ-39-00，110kV标准呼称高21.9m。2设计荷载按国标GB 505452010110kV750

20、kV架空输电线路设计规范进行荷载计算。根据初步验算最大荷载为最大风速90风吹时。（1）900最大风吹时，作用于地线风荷载的标准值： Wx=aW0uzuSccdLpBsin2 =0.7523.52/16001.4551.210.0122001sin2900=1.085kN式中：Wx垂直于地线方向的水平风荷载标准值，kN；a风压不均匀系数，应根据设计基本风速，按国标GB 505452010中表10.1.18-1确定。设计风速23.5m/s,取0.75；c110kV电压级的线路取1.0；z风压高度变化系数。基准高度为10m的风压高度变化系数按国标GB 505452010中表10.1.22的规定确定；

21、地面粗糙度为B类，高度32.5m,取1.455；Sc地线的体型系数，线径小于17mm或覆冰时（不论线径大小）应取Sc=1.2； 线径大于或等于17mm,Sc取1.1； d地线的外径或覆冰时的计算外径（m）；JLB20A-95地线外径12mm=0.012m； Lp杆塔的水平档距（m）；该设计为200m；B覆冰时风荷载增大系数，5mm冰区取1.1，10mm冰区取1.2，900最大风吹时不覆冰，B取1.0； 风向与地线方向之间的夹角，该设计为900W0基本风压标准值（ kN/ m2），W0=V2/1600；V基准高度为10m的风速（m/s），该设计为23.5m/s。（2）900最大风吹时，作用于11

22、0Kv导线风荷载的标准值为：Wx=aW0uzuSccdLpBsin2 =0.7523.52/16001.3521.110.0242001sin2900 =1.85kN式中：Wx垂直于导线方向的水平风荷载标准值，kN；a风压不均匀系数，应根据设计基本风速，按国标GB 505452010表10.1.18-1的规定确定。设计风速23.5m/s,取0.75；c110kV电压级的线路取1.0；z风压高度变化系数。基准高度为10m的风压高度变化系数按国标GB 505452010表10.1.22的规定确定；地面粗糙度为B类，导线作用高度平均26m,取1.352； Sc导线的体型系数，线径小于17mm或覆冰时

23、（不论线径大小）应取Sc=1.2； 线径大于或等于17mm,Sc取1.1；d导线的外径或覆冰时的计算外径（m）；LGJ-300/40导线外径24mm=0.024m； Lp杆塔的水平档距（m）；该设计为200m；B覆冰时风荷载增大系数，5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2，900最大风吹时不覆冰，B取1.0； 风向与导线方向之间的夹角，该设计为900W0基本风压标准值（ kN/ m2），W0=V2/1600；V基准高度为10m的风速（m/s），该设计为23.5m/s。（3）900最大风吹时，作用于10Kv导线风荷载的标准值为：Wx=aW0uzuSccdLpBsin2 =0.7523.52/1

24、6001.151.110.0282001sin2900 =1.834kN式中：Wx垂直于导线方向的水平风荷载标准值，kN；a风压不均匀系数，应根据设计基本风速，按国标GB 505452010表10.1.18-1的规定确定。设计风速23.5m/s,取0.75；c110kV电压级的线路取1.0；z风压高度变化系数。基准高度为10m的风压高度变化系数按国标GB 505452010表10.1.22的规定确定；地面粗糙度为B类，导线作用高度平均15.5m,取1.15； Sc导线的体型系数，线径小于17mm或覆冰时（不论线径大小）应取Sc=1.2； 线径大于或等于17mm,Sc取1.1；d导线的外径或覆冰

25、时的计算外径（m）；240绝缘导线外径28mm=0.028m； Lp杆塔的水平档距（m）；该设计为200m；B覆冰时风荷载增大系数，5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2，900最大风吹时不覆冰，B取1.0； 风向与导线方向之间的夹角，该设计为900W0基本风压标准值（ kN/ m2），W0=V2/1600；V基准高度为10m的风速（m/s），该设计为23.5m/s。（4）最大风速90风吹时，杆塔风荷载的标准值（采用43039m部分预应力混凝土电杆）式中：Ws杆塔风荷载标准值，kN； S构件的体型系数，环形混凝土电杆取0.7； AS构件承受风压的投影面积计算值（m2）；该杆受风投影面积为21

26、.02m2； z杆塔风荷载调整系数。按国标GB 505452010中的10.1.20规定，取1.283。3最大风速90风吹时，杆段出地面处截面的最大计算开裂弯矩考虑附加弯矩系数为0.15，则最大风速90风吹时，杆段出地面处截面的最大计算开裂弯矩Mj为：Mj=(1+0.15) 1.085232.3+1.854(29.5+25.7+21.9)+1.834215.9+1.834414.9+7.616.25=1071.5kN.m4电杆抗弯强度验算从以上计算可知，根部最大弯矩约为1073.5kNm按GB 500102010混凝土结构设计规范进行设计计算。按GB/T 46232006环形混凝土电杆进行加工

27、、制造和验收。强度安全系数k1.513（1） 主杆杆段设计主杆杆段设计为：43039m，按（上段12m+中段12m+下段15m）分段制造，混凝土设计壁厚分别为：上段80mm、中段100mm、下段120mm，法兰连接。电杆采用部分预应力混凝土结构，预应力主筋采用消除应力螺旋肋钢丝，抗拉强度标准值为：1570 N/mm2。非预应力主筋采用HRB 400热轧带钢筋，其强度标准值为400 N/mm2。混凝土强度等级C80，采用52.5级普通硅酸盐水泥。初步估算后，主杆各段配制主筋为：上段：43012 (161111.9m预应力主筋) +（161811.76m+2189.5 m +2186.5m+218

28、3.5m 非预应力主筋）中段：59012 (221111.9m预应力主筋) +（221811.76m+2189.5 m +2186.5m+2183.5m 非预应力主筋）下段：75015 (281114.9m预应力主筋) +（281814.76m+41812.5 m +4189.5m非预应力主筋）（2）基本数据计算计算截面外径：D=863mm混凝土设计壁厚：=120mm计算截面纵向钢筋所在圆的半径rp=rs=401.5mm计算截面混凝土的平均半径r=371.5mm计算截面预应力主筋总截面面积：Ap=nd2/4=323.1415926112/4=2661mm2计算截面非预应力主筋总截面面积：As=

29、nd2/4=403.1415926182/4=9161mm2计算截面环形截面面积：A=(D)=3.1415926(863120)120=280104mm2 计算截面换算截面面积：A0= A+（Ep/Ec1）Ap +（Es/Ec1）As280104+(2.05105/3.61041）2661+(2105/3.61041）9161=334330 mm2 预应力钢丝抗拉强度标准值：fptk =1570N/mm2预应力钢丝抗拉强度设计值：fpy =1110N/mm2预应力钢丝抗压强度设计值：f/py =410N/mm2预应力钢丝弹性模量：Ep =2.05105N/mm2HRB 400钢筋抗拉强度设计值

30、：fy=360N/mm2HRB 400钢筋弹性模量：Es =2.0105N/mm2C80级混凝土轴心抗压强度设计值：fc=35.9N/mm2C80级混凝土轴心抗拉强度标准值：ftk=3.11N/mm2C80级混凝土弹性模量：EC=3.8104N/mm2（3）预应力损失值计算：con=0.7fptk =0.71570=1099N/mm2由张拉锚具引起的预应力损失值（考虑值为2mm）1=ES/L=22.05105/12000=34N/mm2混凝土加热养护时，预应力筋与承受拉力的设备之间的温差产生的预应力损失值为3，现在的电杆生产企业基本都采用坑式或窑式养护，电杆和钢模同时蒸养，故可不考虑此项预应力

31、损失值。由预应力筋的应力松弛引起的预应力损失：低松弛：当con0.7fptk时，4=27.5 N/mm2 第一批预应力损失值为：I=1+4=34+27.5=61.5N/mm2混凝土法向预应力等于零时，预应力钢丝的合力为：Npo=（con-I）Ap =（1099-61.5）2661 =2760788N由预加应力产生的混凝土法向应力为：pc=Npo/Ao=2760788/334330=8.26N/ mm2脱模时混凝土立方体强度：fcu=0.7fcu=0.780=56N/mm2受拉区预应力钢丝的配筋率为：=Ap/Ao =2661/334330 =7.9610-3N/mm2由混凝土收缩，徐变引起该应力

32、钢丝的预应力损失为:总的预应力损失为：（4）混凝土法向应力等于零时，预应力钢丝的应力为：（5）计算截面设计弯矩计算：配有预应力和非预应力主筋时，相对含钢筋率宜符合：=（fpyAp+fyAs）/（fcA）1.25=（11102661+3609161）/（35.9280104）=0.6221.25相对含钢筋率满足要求。受压区混凝土截面面积与截面面积比值： =（fyAs+fpyAp)/ a1fcA+2.5fyAs+ fpyAp+ 1.5(fpy-p0)Ap=（3609161+11102661）/0.9435.9280104+2.53609161+4102661+1.5(1110-939) 2661=

33、0.3327 受拉纵向钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值为：t=1-1.5=1-1.50.3327=0.501sin/=sin(1800.3327)/3.1415926=0.275sint/=sin(1800.501)/3.1415926=0.318sin/+ sint/=0.275+0.318=0.593=0.9435.9280104371.50.275 +3609161401.50.593+4102661401.50.275+(1110-939) 2661401.50.318=1929447533Nmm=1929.44kNm M弯矩设计值；r1、r2环形截面内、外半径。截面抗弯强度M

34、k=M/k=1929.44/1.513=1275.2kNmMj=1071.5 kNm因此，计算截面抗弯强度完全满足要求。按以上对各段进行验算，得出抗弯强度同样满足要求。5最大风速90风吹时，电杆挠度的计算方法计算截面到杆顶延长线相交点的距离：H=75D=75863=64725mm 开裂检验弯矩时，荷载点的水平荷载：k= Mj/L=1071500000/32250=33225N荷载点到杆顶延长线相交点距离：H=H-L+250 =64725-32500+250=32475mm荷载点到杆顶延长线相交点距离与计算截面到杆顶延长线相交点距离的比值：=H/H=32475/64725=0.50174杆顶到杆

35、顶延长线相交点距离：X=H-250=32475-250=32225mm 计算截面换算截面惯性矩：I0=A0（r12+r22）/4 =334330(311.52+431.52)/4 =2.371010 mm4荷载短期效应组合下要求不出现裂缝的电杆短期刚度:Bs=0.85EcIo=0.853.81042.371010=7.64631014 N.mm2开裂检验荷载作用下电杆杆顶挠度值为：y=(PkH2/2Bs) (H2/X-H 3/3X2+X-2X/3-2H+H)=33225647252/（27.64631014）647252/32225-0.50174647253/（3322252）+32225-

36、20.5017432225/3-264725+32475=983.3mm。满足GB/T 4623-2006对挠度的要求。6 计算截面100%荷载时裂缝宽度验算最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离取Cs=20mm按荷载准永久组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉普通应力或按标准组合计算的预应力混凝土构件纵向受拉等效应力：以有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率为：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数为： 构件受力特征系数，对受弯构件cr=（1.9+1.5）/2=1.7考虑裂缝宽度分布的不均匀性和荷载长期效应组合影响作用下，最大裂纹宽度为：Wmax=cr(1.9cs+0.08) =1.71(1

37、.920+0.08)=0.165mm0.2mm满足GB/T 4623-2006对裂缝宽度的要求。7混凝土电杆基础倾覆稳定计算当电杆基础的埋深和尺寸确定后，极限倾覆力Sj或极限倾覆弯矩Mj；应符合以下两式的要求：SjK3 S0MjK3 S0 h 0式中：K3 -基础倾覆稳定设计安全系数；（直线杆取1.5）S0 -电杆上的总水平力；（该杆为33.225kN）h 0 -总水平力的作用高度；（该杆为32.25m）极限倾覆力计算：根据地质条件，按粘性可塑土的计算容重0=15kN/m3；回填土的计算内摩阻角=30，则土压力系数为：m=0tg2(45+/2)=16tg2(45+30/2)=45kN/m3=

38、h 0/h=32.25/6.5=4.96154将=4.96154代入上式得： 解得电杆埋深部分的平均直径b0=1.5m宽度增大系数（土的侧压力系数，粘土去=0.72）=1.6基础的计算宽度：b=K0b0=1.61.5=2.4极限倾覆力=78.5kNK3S0=1.533.225=49.84kN该杆基础倾覆稳定满足要求。8高强度部分预应力混凝土电杆的性能特点：高强度部分预应力混凝土电杆作为一种新型杆塔结构型式，与普通混凝土电杆和钢结构杆塔相比，在许多方面存在着明显的优势，具体如下：（1）高强度部分预应力混凝土电杆的材料，预应力主筋采用消除应力螺旋筋钢丝，强度标准值为1570 N/mm2，执行标准为

39、GB/T5223-2002预应力混凝土用钢丝。非预应力主筋采用HRB 400，其强度标准值为400 N/mm2，执行标准为GB 1499-1998钢筋混凝土用热轧带钢筋。混凝土强度等级高达C80，采用52.5级普通硅酸盐水泥。（2）承载力明显提高，优化结构设计，采用先进的生产工艺，使其承载力比普通混凝土电杆提高2到3倍，可满足大高度、大荷载、多回路的架空输电线路杆塔设计荷载要求。(3) 在钢筋配置上，选用优质的消除应力螺旋筋钢丝与级钢进行优化组合配置，充分发挥不同材料的力学性能，使其更加合理。（4）兼有预应力混凝土电杆与普通混凝土电杆2种结构的优越性，使其具有较好的韧性和抗裂性，更好地将裂缝、

40、变形及破坏控制在使用条件下，结构安全可靠。（5）改进混凝土配合比，掺入特殊外加剂及活性材料，提高混凝土强度等级，大大提高了产品抗腐蚀性和耐久性，延长产品的使用寿命。（6）环形混凝土电杆采用离心成型工艺，混凝土在高速离心运转的情况下，排除多余水分，经离心成型后的混凝土质地非常密实，混凝土强度得以提高，从而很好地保护钢筋不受外界侵蚀，大大提高了钢筋混凝土结构杆塔的耐久性。七、与钢结构杆塔相比的优点：(1)运输与安装方面高强度部分预应力混凝土电杆运输、安装简捷、方便，大大缩短施工工期。凡是能满足钢管塔运输、安装条件的，同样满足高强度部分预应力混凝土电杆。高强度部分预应力混凝土电杆基础施工除台阶式基础

41、、钢管桩基础，部分预应力混凝土结构桩、灌注桩外，还适用于直埋式基础、(2)寿命方面钢结构件目前主要有两种防锈方式：热浸镀锌和热喷涂。这两种防锈方式最大的弱点是防锈层抗腐蚀能力差。防锈寿命的长短在很大的程度上取决于它所处环境的大气质量。研究表明：在重工业区，由于大气污染较大，空气含有大量的二氧化碳和二氧化硫，这些酸性物质很容易对防锈层进行腐蚀，所以在这些地区，热浸镀锌防腐层和喷涂防腐层一般在10年左右就会被完全破坏；而在一些空气质量较好的农村山区，热浸镀锌防腐层的寿命大概也只有20年，喷涂防腐层的寿命更短，只有15年左右。这些防腐层被完全破坏后，大约15年本身的钢结构体就会被腐蚀报废。钢材腐蚀问

42、题至今也是世界上难以解决的一大难题，故钢管塔很难满足架空输电线路杆塔设计使用年限50年以上的要求。我国由陕西电力线路器材厂1986年生产的第一根钢管电杆至今也只有28年，在运行中由于钢材外表面锈蚀，已经过多次防腐，薄壁离心钢管混凝土电杆有的甚至达到报废。混凝土电杆与钢结构铁塔和钢管塔相比，在寿命方面更有优势。陕西省户县热电厂1960年架设的110kV出线线路，由西安电力机械厂生产的23021mm门型混凝土电杆至今还正常运行，已有54年，广东省第1条110 kV超高压输电线路“流广线”，采用了南京电力线路器材厂生产的直径300 mm、长度18m的水泥电杆，从1957年建成投产至今，已有57年的历

43、史，目前这些水泥电杆的状况依然良好，这是水泥电杆寿命长的有力证明，比钢结构杆塔延长使用寿命最少20年以上。 (3)运行维护方面不管是热浸镀锌还是喷涂的钢结构铁塔和钢管塔，它们的防锈层不可避免会存在缺陷，尤其在电焊联接处这些缺陷更难以避免；另外，在运输和安装过程中不可避免地会造成防锈层破损，加上防腐层本身在空气中会不断地被腐蚀。因此，钢结构铁塔和钢管塔都需要定期地进行维护，而且这种维护比较频繁，尤其是在一些交通不便的山区，维护相当不便。混凝土电杆本身不受大气的腐蚀，所以它完全不需定期维护，以上表明，环形混凝土电杆结构杆塔在正常设计荷载条件使用下，能保证安全运行50年以上。在后期运行中不用作任何防腐处理，与钢管铁塔相比大大降低了防腐费用。节约了大量的维护费用。9经济分析（1）110kV双回+10kV双回直线采用部分预应力混凝土单杆架空线路，可充分利用架空走廊，比铁塔占地小，避免了高额土地征迁费用。（2） 在同等使用荷载条件下，比钢管电杆可降低造价35%以上。